Uzemňování elektrických instalací nad 1 kV AC podle ČSN EN 50522 ed.2

Cílem příspěvku je seznámit technickou veřejnost s novou revidovanou základní předpisovou normou pro uzemňování elektrických silových instalací se střídavým napětím vyšším než 1 000 V AC ČSN EN 50522 (vyjde v lednu 2023 s účinností od 1.2.2023). Tato norma je základní technickou normou pro u oblast uzemňovacích soustav v elektrických stanicích, elektrárnách a průmyslových rozvodech silnoproudých zařízení v elektroenergetice, průmyslu, bytové výstavbě a v dalších oborech všude tam, kde se navrhují, projektují a provozují zejména elektrické stanice (rozvodny, transformovny) a výrobny elektrické energie (elektrárny, teplárny s kombinovanou výrobou tepla a elektřiny) a nahradí dosud platnou ČSN EN 50522 z prosince 2011.

Norma byla vypracována pro Agenturu ČAS ČENES, z.s Ing.Jaroslavem Bártou a Ing. Pavlem Krajákem.

Předmět normy

Norma vychází z EN normy 50522 ed.2  Earthing of power installations exceeding 1 kV a.c. vypracované po 11 letech od vydání EN 50522:2011 a obsahuje základní minimální požadavky, na kterých se členské státy CLC shodly.  Evropská norma EN 61936-1 je identická s IEC a obsahuje národní odchylky Finska a odchylky typu A vyplývající z národních právních předpisů (Francie, Italie, Finsko, Norsko, Švédsko, Švýcarsko, Slovensko a Velká Británie).

Norma má tak široký rozsah a dopad, že souvisí přímo s desítkami stávajících norem ČSN, a PNE zejména v třídách 33 00 Terminologie, 33 01, 33 32 Rozvodná zařízení a elektrické stanice a  normami PNE pro přenos a distribuci el. energie v rámci ČSRES. 

Vzhledem k ČSN EN 50522:2011 byla provedena řada technických úprav:

EN 50522:2022 obsahuje tyto významné technické změny v porovnání si EN 50522:2010:

• Textové oddíly psané kurzívou, které označovaly, že oddíl je kopií textu IEC 61936-1 z důvodu autorských práv byly nahrazeny odkazem na IEC 61936-1.
• Kapitola 3 je aktualizována ohledně dotykového napětí.
• Byly upřesněny obrázky v kapitole 3 pro rozlišení proudů zemního spojení.
• V 5.4 a na obrázku 9 je vyjasněn postup návrhu uzemňovací soustavy.

• Byla upravena příloha A a B včetně předpokládaného dovoleného dotykového napětí a dovoleného krokového napětí.
• Doplnění přílohy C a D o korozivzdornou ocel.
• Příloha G byla doplněna podrobnostmi a obrázky, které se týkají plotů.
• V příloze I byla rozšířena tabulka redukčních faktorů a použití na kabely.
• Nové obrázky v příloze J (J.4 a J.5).
• V příloze L byly doplněny podrobnosti o měření rezistivity půdy a měření dotykového napětí včetně vývojového diagramu.
• V předchozím vydání byla kapitola 10 přílohou M.

Základní požadavky

ČSN EN 50522 stanovuje základní požadavky pro návrh a provedení uzemňovacích soustav elektrických instalací se jmenovitým napětím AC nad 1 kV  a jmenovitým kmitočtem do 60 Hz včetně tak, aby byla zajištěna bezpečnost a správná funkce.

Pro potřeby použití této normy na elektrické silové instalace se uvažuje jedna z následujících aplikací:

• elektrické stanice, včetně stanice pro napájení trakce;
• elektrické zařízení na stožárech a sloupech;
• spínací přístroje a/nebo transformátory umístěné ve venkovním prostředí uzavřených elektrických provozoven;
• jedna nebo více elektráren umístěných samostatně;
• instalace včetně generátorových a transformátorových bloků se všemi spínacími zařízeními a všemi elektrickými pomocnými soustavami. Neuvažuje se propojení mezi elektrárnami umístěnými na různých místech;
• elektrická soustava továrny, průmyslového závodu nebo jiných průmyslových, zemědělských, obchodních nebo veřejných prostor;
• přechodové příhradové konstrukce/sloupy mezi venkovním elektrickým vedením a podzemním vedením.

Mezi elektrické silové instalace patří mezi jiným následující zařízení:

– točivé elektrické stroje;

– spínací zařízení;

– transformátory a reaktory;

– měniče;

– kabely;

– soustavy vedení;

– baterie;

– kondenzátory;

– uzemňovací soustavy;

– budovy a oplocení tvořící část uzavřené elektrické provozovny;

– příslušné systémy ochran, ovládání a záložní zařízení;

– velká jádrová tlumivka.

Tato evropská norma není určena pro navrhování a stavbu uzemňovacích soustav:

– venkovních vedení a úložných kabelů mezi různými samostatnými instalacemi;

– elektrickou trakci;

– důlní zařízení a instalace (kromě povrchové těžby);

– instalace zářivek;

– instalace na lodích a v pobřežních vodách;

– elektrostatická zařízení (například elektrostatické odlučovače, jednotky pro elektrostatické nanášení barev) ;

– zkušebny;

– lékařská zařízení, například rentgenová zařízení.

Tato norma obsahuje kritéria pro návrh, provedení, zkoušení a údržbu uzemňovací soustavy, takže je provozována podle všech podmínek a zajišťuje bezpečnost osob ve všech místech, kam mají osoby povolen přístup. Uvádí také kritéria, která zajistí, že je udržována integrita připojeného zařízení a zařízení v blízkosti uzemňovací soustavy.

Instalace a zařízení musí být schopny odolat očekávaným elektrickým, mechanickým, klimatickým vlivům a vlivům okolního prostředí v místě instalace.

Návrh musí zahrnovat:

– účel instalace,

– požadavky uživatele, jako jsou kvalita elektrické energie, spolehlivost, dostupnost a schopnost elektrické sítě  odolat  působení přechodných podmínek, jako jsou rozběh velkých motorů, vypínání zátěže a opětné připojení instalace pod napětí,

– bezpečnost obsluhy a veřejnosti,

–  vlivy vnějšího prostředí,

– možnost rozšíření (vyžaduje

Závěr

Norma ČSN EN 50522 je obsáhlou předpisovou normou která pojednává o projektování, stavbě a provozu uzemňovacích soustava zařízení vn, vvn a zvn. Je však třeba konstatovat, že ČSN EN 50522 ed,1 a 2 v ČR není takovou novinkou jako v řadě zemí ES. Stávající Elektrotechnické předpisy ČSN (např. řada 33 32) obsahovaly v řadě norem podrobněji popsanou problematiku a z tohoto důvodu je třeba k jejich změnám přistupovat. Na rozdíl od většiny zemí ES, které mají danou problematiku obsaženu v právních předpisech (na které se pak odvolávají a získávají tak bez problémů národní odchylky) v ČR byla a dosud je tato problematika předmětem pouze technických norem. Tento stav je ale do budoucna neudržitelný z hlediska současné praxe, znamenající omezování národních norem ČSN a bude třeba přesvědčit státní orgány o nutnosti promítání technických požadavků do národní legislativy. Pro oblast uzemňování elektrických stanic PS a DS byly vypracována revize PNE 33 3201, která obsahuje podrobnější údaje pro jejich projektování. A pro uzemňování venkovních vedení vn, vvn,zvn a uvn pro ČESRES byly vypracovány požadavky na uzemňování v rámci PNE 33 0000, PNE 33 0000-1 a PNE 33 3201.

Ing. Jaroslav Bárta

ČENES

12.1.2023

Elektrické instalace  nad 1 000 V AC a 1 500 V DC - Část 1: AC
podle ČSN EN IEC 61936-1

Cílem příspěvku je seznámit technickou veřejnost s novou revidovanou základní předpisovou normou pro elektrické silové instalace se střídavým napětím vyšším než 1 000 V AC ČSN EN IEC 61936-1 (vyšla v srpnu 2022 od 1.9.2022). Tato norma je základní technickou normou pro velmi obsáhlou oblast silnoproudých zařízení v elektroenergetice, průmyslu, bytové výstavbě a v dalších oborech všude tam, kde se navrhují, projektují a provozují zejména elektrické stanice (rozvodny, transformovny) a výrobny elektrické energie (elektrárny, teplárny s kombinovanou výrobou tepla a elektřiny) a nahradí dosud platnou ČSN EN 61936-1 z prosince 2011 a změnu A1.

Norma byla vypracována pro Agenturu ČAS ČENES, z.s Ing.Jaroslavem Bártou a Ing. Pavlem Krajákem

Předmět normy

Norma vychází z IEC normy 61936-1 Power installations exceeding 1 kV AC and 1,5 kV DC –

Part 1: AC vypracované po 10 letech od vydání EN 61936-1 a obsahuje základní minimální požadavky, na kterých se členské státy IEC shodly. Evropská norma EN 61936-1 je identická s IEC a obsahuje národní odchylky některých států (Francie, Finsko, Norsko, Švédsko, Švýcarsko, Slovensko a Velká Británie). V ČSN EN IEC 61936-1 jsou uvedeny některé informativní národní poznámky týkající se norem ČSN pro požární ochranu a vazeb na jmenovitá napětí vn podle ČSN EN 60038. Souběžně s ČSN EN IEC 61936-1 byla v roce 2022 vypracována revize PNE 33 3201 pro navrhování a stavbu elektrických stanic PS a DS.

Norma má tak široký rozsah a dopad, že souvisí přímo s desítkami stávajících norem ČSN, zejména v třídách 33 00 Terminologie, 33 01 Jmenovité hodnoty, 33 32 Rozvodná zařízení a elektrické stanice a 35 11 Výkonové Transformátory a vlastní spotřeba a desítkami mezinárodních norem IEC a EN a HD a normami PNE pro přenos a distribuci el. energie v rámci ČSRES. 

Norma obsahuje minimální požadavky pro navrhování a stavbu elektrických instalací, které zajistí přijatelnou spolehlivost instalace a její bezpečný provoz.

Vzhledem k ČSN EN 61936-1:2011 byla provedena řada technických úprav:

• úvod byl přepsán tak, aby odrážel stav, kdy je tato norma vytvořena;
• rozsah působnosti byl upraven, aby se vyjasnilo používání tohoto dokumentu;
• byly aktualizovány chybějící a zastaralé termíny a definice, včetně upřesnění stávajících termínů;
• byla aktualizovaná tabulka 1 v případech, kdy jsou zapotřebí dohody mezi dodavatelem a uživatelem;
• byly vyjasněny požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu;
• kapitola o koordinaci izolace (kapitola 5) byla upravena pro zlepšení srozumitelnosti a technický obsah má aktualizovanou koordinaci s nejnovějšími verzemi norem pro koordinaci izolace;
• formulace týkající se elektrických zařízení byla upravena a zpřesněna;
• článek týkající se pojistek byl upraven a přepracována;
• byly doplněny požadavky na označování v případě, že je vyžadováno odpojení více zdrojů;
• chybějící požadavky na GIS byly znovu zavedeny;
• byl upraven článek týkající se ventilace (HVAC);
• obrázky v kapitole 7 byly aktualizovány a přesunuty do odpovídajícího článku;
• byly upraveny požadavky na instalace transformátorů, včetně úpravy redakčních chyb;
• článek o ochranných, automatizačních a pomocných systémech byl restrukturalizován a upraven;
• byla rozšířena ochrana před údery blesku;

Norma platí pro:

• Elektrické stanice včetně stanic pro napájení el. trakce

Elektrická stanice je ve smyslu této normy chápána jako uzavřená elektrická provozovna se spínacím zařízením a/nebo transformátory v přenosové nebo distribuční soustavě. Je-li spínací zařízení a/nebo transformátory umístěno vně uzavřené elektrické provozovny, je to také považováno za instalaci.

• Elektrické zařízení na stožárech a sloupech

Spínací přístroje a/nebo transformátory umístěné ve venkovním prostředí uzavřených elektrických provozoven

• Jednu nebo více elektráren umístěných samostatně

Instalace včetně generátorových a transformátorových bloků se všemi spínacími zařízeními a všemi elektrickými pomocnými soustavami. Neuvažuje se propojení mezi elektrárnami umístěnými na různých místech.

• Průmyslové elektrické soustavy, závodní elektrárny nebo jiné průmyslové, zemědělské, komerční nebo veřejné provozovny.

Mezi elektrické silové instalace patří mezi jiným následující zařízení:

• generátory, motory a jiné točivé stroje;
• spínací zařízení;
• transformátory a tlumivky;
• měniče;
• kabely;
• soustavy vedení;
• soustavy vedení;
• baterie;
• kondenzátory;
• uzemňovací soustavy;
• budovy a oplocení tvořící část uzavřené elektrické provozovny;
• příslušné systémy ochran, řídicí, pomocná a záložní zařízení;
• velká vzduchová tlumivka/reaktor.

Norma není určena pro navrhování a stavbu:

• venkovních vedení a úložných kabelů mezi různými samostatnými instalacemi;
• elektrické trakce;
• těžní zařízení a instalace;
• instalace zářivek;
• instalace na lodích a v pobřežních vodách;
• elektrostatická zařízení (například elektrostatické odlučovače, jednotky pro elektrostatické nanášení barev) ;
• zkušebny;
• lékařská zařízení, například rentgenová zařízení

Norma není dále určena pro konstrukci továrně vyráběných a typově zkoušených spínacích zařízení, pro které platí samostatné normy IEC a CENELEC.

Tato norma není určena pro aplikaci požadavků pro provádění prací pod napětím v elektrických instalacích.

Pokud není v této normě uvedeno jinak, používá se pro elektrické instalace nn soubor IEC 60364 (ČSN 33 2000).

Základní požadavky

Elektrické instalace a zařízení musí být schopny odolat elektrickým, mechanickým, klimatickým vlivům a vlivům prostředí, které se předpokládají v místě instalace.

Při výběru lokality by se mělo přihlížet mimo jiné k těmto skutečnostem, ale neomezovat se pouze na ně:

– přístup umožňující stavební, údržbářské a provozní činnosti;

– dopad na komunitu, včetně blízkosti citlivých míst, vizuální zátěže, hlukové zátěže, občanské vybavenosti a dopravě;

– dopad na životní prostředí, včetně zohlednění znečištění, větrání, fauny a flóry;

– vliv místopisu, zemětřesných zón, zlomových linií, povodňových cest, bažin, lavin nebo sesuvů půdy;

– půdní podmínky: včetně tepelného a elektrického odporu a znečištění půdy;

– rozměry staveniště;

– koridory pro vedení;

Závěr

Norma ČSN EN IEC 61936-1 je velmi obsáhlým předpisem a je předpisovou normou převzatou z IEC a EN, která pojednává o projektování, stavbě a provozu instalací a zařízení vn, vvn a zvn. Je však třeba konstatovat, že ČSN EN 61936-1 ani ČSN EN IEC 61936-1 není v ČR takovou novinkou jako v řadě zemí ES. Stávající Elektrotechnické předpisy ČSN (např. řada 33 32) obsahovaly v řadě norem podrobněji popsanou problematiku a z tohoto důvodu je třeba k jejich změnám přistupovat. Na rozdíl od většiny zemí ES, které mají danou problematiku obsaženu v právních předpisech (na které se pak odvolávají a získávají tak bez problémů národní odchylky) v ČR byla a dosud je tato problematika předmětem pouze technických norem. Tento stav je ale do budoucna neudržitelný z hlediska současné praxe, znamenající omezování národních norem ČSN a bude třeba přesvědčit státní orgány o nutnosti promítání technických požadavků do národní legislativy. Pro oblast elektrických stanic PS a DS byly vypracována revize PNE 33 3201, která obsahuje podrobnější údaje pro jejich projektování.

CTN Elektroenergetika

ČENES se od 1. 7. 2018 stal „Centrem technické normalizace“  pro oblast části technických norem souvisejících s elektroenergetikou. Jedná se o technické komise EN a IEC:

• IEC TC 8 Systémové aspekty zásobování elektrickou energií

• IEC TC 99 Koordinace izolace a inženýring vysokonapěťových elektrických silových instalací nad 1,0 kV AC a 1,5 kV DC

• IEC SC 8A Integrace inteligentních sítí do velkokapacitních obnovitelných zdrojů energie (RE)

• IEC SC 8B Decentralizované soustavy elektrické energie

• CLC TC8X Systémové aspekty zásobování elektrickou energií

• CLC TC 99X Silové instalace nad 1,0 kV AC a 1,5 kV DC

Potřebné smlouvy mezi ČENES a Českou agenturou pro standardizaci (ČAS) byly uzavřeny 1.7.2018 na dobu neurčitou s tříměsíční výpovědní lhůtou.  Činnost CTN ČENES je tvořena:

• Připomínkováním dokumentů mezinárodních normalizačních organizací IEC a CENELEC a

• Zaváděním nových norem IEC a EN do soustavy ČSN.

Činnost CTN v bodě 1) zahrnuje zpracování dokumentů evropských a mezinárodních technických komisí a subkomisí (dále jen „Mezinárodní spolupráce“) uvedených v příloze „Seznam zabezpečovaných TC/SC“ této smlouvy, tvorbu českých technických norem uvedených v přílohách „Plánovací list“ této smlouvy, které obsahují specifikaci úkolu, a tvorbu dalších typů dokumentů specifikovaných v Pokynech pro sestavování plánu TN na příslušný kalendářní rok (dále jen „ČSN“). Objednatel se zavazuje zaplatit zhotoviteli za řádně zpracované úkoly plánu TN sjednanou cenu.

Úkoly plánu TN jsou řešeny v souladu s metodickými pokyny MPN 1 až MPN 4, dále Vnitřními předpisy CEN/CENELEC, Směrnicemi ISO/IEC, Pokyny pro sestavování plánu TN na příslušný kalendářní rok a dokumentem „Distribuce plánovacího listu – přílohy k prováděcí smlouvě“.

Pro elektroenergetiku v ČR jsou nejdůležitější komise CENELEC TC 8X a TC 99X.

Nejdůležitější návrhy norem EN v TC 8X je revize EN 50160 Charakteristiky napětí elektrické energie dodávané z veřejných distribučních sítí. V roce 2020 připomínkována změna A2 a koncem roku 2021 návrh PrEN 50160, u obou návrhů byly zaslány připomínky za ČENES do CENELEC.

Nejdůležitější návrhy norem EN v TC 99X jsou revize IEC EN 61936-1 Elektrické instalace nad AC 1 kV a DC 1,5 kV  – Část 1: AC. V současné době je vydána nová norma IEC EN 61936, část 1 pro elektrické instalace nad AC 1kV (pro elektrárny, el. stanice s širokou vazbou na předmětové normy pro spínací a řídící přístroje vn, vvn a zvn, izolátory, svodiče přepětí apod.) a revize EN 50522 Uzemňování elektrických instalací AC nad 1 kV, V současné době byl připomínkován návrh PrEN 50522 a zaslány připomínky za ČENES do CENELEC.

 Z komisí IEC je významná subkomise 8B, která se zabývá problematikou mikrosítí.

V rámci připomínkování návrhů mezinárodních a evropských norem byly projednány od založení CTN ČENES desítky návrhů mezinárodních norem IEC a evropských norem EN. V posledních dvou letech vznikl v mezinárodní technické normalizaci nový druh norem s označením EN IEC, které se zavádí do soustavy českých norem jako ČSN EN IEC. U těchto norem probíhá paralelní hlasování jak v rámci IEC, tak CENELEC.

Činnost CTN v bodě 2) zahrnuje vypracování norem ČSN překladem norem EN a EN IEC. V roce 2021 byly zahájeny práce v rámci smluvních vztahů s agenturou ČAS na ČSN:

• EN IEC 61936-1 Elektrické instalace nad AC 1 kV a DC 1,5 kV – Část 1: AC. Tato norma obsahuje minimální požadavky na konstrukci, montáž a ověřování vysokonapěťových elektrických  instalací s napětím vyšším než 1 kV AC. Vypracování normy zajišťuje Ing. Bárta a Ing, Kraják. Účelem normy je zajistit bezpečnost osob, hospodářských zvířat a majetku proti nebezpečím a škodám, které mohou vzniknout při přiměřeném používání těchto elektrických instalací, a zajistit řádné fungování těchto instalací. V normě jsou obsaženy také zkušební napětí a vzdálenosti pro nejvyšší napětí 25 a 38,5 kV distribuční soustavy vn  v ČR.

V září 2021 byl vypracován a rozeslán k připomínkám 1. návrh normy a v prosinci konečný návrh ke schválení. Norma bude předána do schvalovacího řízení agentuře Čas v únoru 2022. Norma bude mít značný vliv na revizi PNE 33 3201 v r. 2022

• EN IEC 62934 Integrace obnovitelných zdrojů do sítí – Termíny a definice. Zpracování překladu zajišťuje pro ČENES Energoconsult ČB Ing. Procházka, CSc. Tato norma obsahuje termíny a definice v oblasti integrace výroby energie z obnovitelných zdrojů do sítě. Technické otázky integrace do sítě se zaměřují především na problémy způsobené výrobou energie z obnovitelných zdrojů s různými zdroji a/nebo na technologii založené na přeměně energie, jako větrná a solární elektrárna. Některé obnovitelné zdroje energie, jako jsou vodní elektrárny nebo biomasa, s relativně trvale dostupným primárním zdrojem energie a točivým generátorem, jsou považovány za konvenční zdroje energie, a proto se jimi tento dokument nezabývá. Norma bude předána do schvalovacího řízení agentuře Čas v lednu 2022.

Co se týká ekonomických přínosů CTN ČENES, jsou ovlivněny nízkou cenou nabízenou agenturou ČAS. Jak se traduje v oblasti technické normalizace, na této činnostech se nezbohatne (ekonomický přínos je nižší než o cca 40% než u norem PNE financovaných ČESRES). Přínosem je ale přístup k nejnovějším materiálům IEC a CENELEC ve vybraných technických komisích.

V Praze dne 7. 1. 2022

Zpracoval: Ing. Jaroslav Bárta, člen představenstva České energetické společnosti, z.s. a člen dozorčí rady Českého svazu vědeckotechnické společnosti, z.s.

Článek o ropě a zdrojích energie byl uveřejněn ve Zpravodaji Českého svazu vědeckotechnických společností.Se svolením a na přání autora jej předkládáme v doslovném znění.

Ropa a energie pro společnost

Další článek reaguje na snahu evropského společenství ekologizovat energetiku členských zemí a nabízí celosvětový pohled na různé technologie využití energie jádra.

Jaderná budoucnost světové energetiky

Článek o jaderné energii byl uveřejněn v časopisu Vesmír. Vzhledem k jeho důležitosti jej předkládáme v plném znění autora.

MINULOST, PŘÍTOMNOST A BUDOUCNOST JADERNÉ ENERGIE

PROHLÁŠENÍ

účastníků konference

Aktuální otázky českého teplárenství - existuje cesta ze stávající krize?

Teplárenství je spolehlivý a konkurenceschopný dodavatel tepla pro domácnosti, průmysl, podnikatelské subjekty a veřejný sektor a současně významný a energeticky efektivní dodavatel elektřiny a regulačních služeb pro elektrizační soustavu.

Systémy zásobování teplem se staly významnou částí technické infrastruktury významným způsobem ovlivňující kvalitu života občanů České republiky. V současné době lze konstatovat, že na 1,5 milionu domácností, ve kterých bydlí cca 3,5 milionů občanů, je vytápěno systémem zásobování teplem.

V posledním desetiletí existuje komplex negativních vlivů, které vedou v některých lokalitách k poškozování stávajících systémů zásobování teplem, k narušení prosperity teplárenských zdrojů, jejich nevyjasněné perspektivy.